JP2002055573A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 横ラインの細りや後端白抜けなどは発生せ
ず、更に、磁気ブラシの不均一当接によって発生する孤
立ドット画像の抜けやハーフトーン画像のざらつき感悪
化が起こらず、また検知用パッチに伴う問題も解決す
る。 【解決手段】 像担持体１，５と、二成分現像剤を担持
搬送する現像剤担持体と、当該現像剤担持体内部の磁界
発生手段とを少なくとも有し、当該磁界発生手段が形成
する磁場によって現像剤担持体上に磁気ブラシを形成し
て像担持体１に摺擦させることで現像を行う画像形成装
置であって、現像領域で現像剤を穂立てする現像主極の
磁力形成を補助する補助磁極を備えることで現像主極の
半値幅を狭くした画像形成装置において、可視画像の濃
度を検知する手段１０を有し、画像形成装置の異常検知
をこの濃度検知手段の出力値に基づいて行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁力を用いて現像
処理を行う画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機、プリンタ、ファクシミ
リなどの電子写真式や静電記録式などによる各種画像形
成装置においては、感光体ドラムや感光体ベルトなどか
らなる潜像担持体上に画像情報に対応した静電潜像が形
成され、現像装置によって現像動作が実行され、可視像
を得るようになっている。

【０００３】このような現像動作を実行する画像形成装
置の一例を図１３で説明する。潜像担持体をなすドラム
感光体１は矢印方向（反時計方向）に回転し、帯電装置
２によって表面を所望電位に均一帯電された後、露光手
段３で所定の画像情報を潜像形成される。この潜像画像
を現像する現像装置４は、現像容器と現像剤担持体であ
る現像スリーブとを備えている。当該現像装置４によっ
て感光体１上にトナー像が形成され、転写手段２５にお
いて、転写体８に転写される。そしてトナー像を転写さ
れた転写体８は不図示の定着手段へ搬送されて定着され
る。一方、転写されずに感光体上に残ったトナーはクリ
ーニング装置６により除かれ、感光体上の残留電位が不
図示の除電装置によって除電され、再度の作像工程に備
えられる。

【０００４】上記現像装置としては、従来、現像剤が所
謂キャリアとトナーから構成される２成分現像装置と、
現像剤がトナーのみである１成分現像装置とが知られて
いる。そして磁性キャリアとトナーを含む現像剤は、磁
性キャリアを用いず磁性トナーからなる一成分現像剤に
比較すると、トナーの摩擦帯電制御が容易で、トナー凝
集が起こり難く、したがってバイアス電界などによるト
ナーの移行制御が効果的に行うことができるといった利
点を有している。またトナーに磁性体を含有させないで
済み、仮にかぶり防止などのために磁性体を含有させた
としても少量で済むので、特にカラートナーの場合に色
の鮮明性が得られる。更に現像剤層で潜像担持体面を摺
擦する磁気ブラシ現像法による場合は、磁気ブラシの穂
立ちがよくて摺擦性に優れるなどの特徴を有する。その
ため、キャリアに対するトナーの量の管理が必要である
にも拘らず、多く用いられている。

【０００５】図１４に示された２成分現像装置におい
て、２成分現像剤１１は現像容器１２内に収容されてお
り、現像容器の開口部内には、感光体１に対向するよう
に現像スリーブ１３が配置され、不図示の駆動装置によ
って図中の矢印方向（時計方向）に回転する。この現像
スリーブ内には、Ｎ極、Ｓ極の磁極を配置した磁界発生
手段たるマグネットローラ１４が非回転に配置されてい
る。

【０００６】２成分現像剤は現像スリーブの回転に伴っ
て担持・搬送され、その際、規制部材１５（磁気ブラシ
の穂高さを規制する部材）が現像スリーブと非接触に対
向するよう配置されていて、現像スリーブ上の現像剤量
を一定になるように規制する。規制部材１５を通過した
現像剤は現像領域へ搬送される。この現像領域では、感
光体１が現像スリーブ１３と非接触に対向するように配
置されており、また現像スリーブ１３には電源１７によ
って直流電圧が印加される。このため、感光体上に形成
された静電潜像に対応した電界が、感光体-現像スリー
ブ間に形成される。このとき、２成分現像剤中のトナー
は帯電しており、感光体-現像スリーブ間に形成された
電界によって、当該トナーが感光体上に付着する。

【０００７】現像容器１２内では１対のスクリュー１８
が互いに平行に配置され、不図示の駆動手段によって現
像剤を互いに逆方向に搬送するように回転する。このス
クリューによる攪拌・搬送によって、不図示のトナー補
給容器からトナーが新たに補給されても、現像剤中のト
ナー濃度は均一になるように維持される。

【０００８】以上のような２成分現像装置では、従来か
らの問題点として、後端白抜け（紙搬送方向に対して、
ハーフトーン部などの後端で画像濃度が低下したり、現
像されなかったりする現象）、横ラインの細り（紙搬送
方向に対する垂直方向に形成された１ドットラインが、
紙搬送方向に形成された１ドットラインに比べて細って
しまう現象）などがある。このような問題に対して、マ
グネットローラの主極角度を上流側に設定したり、規制
部材と現像スリーブの距離と感光体ドラムと現像スリー
ブの距離との間に一定の関係を持たせるなどの方法が提
案されている。例えば特開平７−１４０７３０号に開示
された提案である。この方式においては、次の条件を満
たすことが求められる。 現像主極位置が、最近接部よりも現像剤搬送方向の上
流側５〜２０゜の範囲にあること； 規制部材と現像材担持体間の距離（Ｈｃｕｔ）が、
０．２５〜０．７５ｍｍであること； 現像ニップ距離（Ｄｓｄ）が０．３０〜０．８０ｍｍ
であること； １．２０＜Ｄｓｄ／Ｈｃｕｔ＜１．６０であること； 現像剤担持体の移動速度Ｖｓ、正電荷像担持体の移動
速度Ｖｐが、１．０≦Ｖｓ／Ｖｐ≦３．０の関係を満足
すること。

【０００９】このような条件を満たすことにより、従来
では高速な複写速度領域で使用した場合の、ハーフトー
ンやベタ部のトナー層の乱れである現像掃き目を防止で
き、細線の切れのない、濃度が高く均一でかつ輪郭のは
っきりした画像を高速に得ることができるとされてい
る。

【００１０】また２成分現像装置での現像能力の向上も
従来からの課題である。これに対しては、様々な方法が
提案されている。例えば特公平２−５９９９５号では、
現像主極と隣接する磁極を現像主極に近づけることによ
って現像能力を向上させることを提案している。これに
よって横ラインの濃度が低下して、上述の横ライン細り
と同じ現象が発生するが、この現象に対してはキャリア
の飽和磁化を下げることによって磁気ブラシを弱くする
ことで対応するとしている。このほか、特開平６−１４
９０６３号では、非接触の２成分現像装置として、感光
体に磁気ブラシが接触しない磁極配置を提案している。
この磁極配置は次の条件を満たすことが求められる。 １対のＮ-Ｓ極間現像位置に設定すること； 上記Ｎ-Ｓ極の極間角度を４０〜７０゜の範囲で且つ
それぞれの磁束密度を５００以上に設定すること； 像形成体と対向する磁気ブラシロールとが最近接する
位置と極間の中央とでなすマグネットアングルが０゜か
ら上記極間角度の１／１０以内で、現像位置はマグネッ
トの極と極の間であること。

【００１１】このような条件を満たすことにより、キャ
リアが像形成体に付着するカブリ現象、キャリアが付着
したところを中心にした白抜け現象などが生じにくい安
定した高画質の画像が得られるとされる。

【００１２】一方、従来の画像形成装置では、トナー像
の濃度を所定濃度とするために、感光体や中間転写体上
にトナー像を形成し、濃度検知センサによって濃度を検
知し、検知結果をフィードバックして、露光量や現像バ
イアスを適宜に制御することが行われている。つまり濃
度検知は、様々な異常（現像剤の劣化、感光体の劣化な
ど）の検知手段としても供され、あるいは検知結果のフ
ィードバックを利用することによって、環境変動・経時
変動時にも出力画像を一定に保つことができ、現像中の
トナー濃度を一定に保つことができるのである。ただ画
像濃度を検知するために作成される画像は、画像形成装
置から出力されるべき画像ではないため、濃度検知のた
めに使用されたトナー画像は、濃度検知後、そのまま機
内のクリーニング手段で回収される。

【００１３】このように、画像濃度を検知するために作
成された画像（以下、検知用パッチと称する）として使
用されるトナーは、トナー消費の観点からは、まったく
の浪費であるといわざるをえない。このため、その分余
計にトナーを補給する必要があり、同時にクリーニング
プロセスで回収される所謂廃トナーの量も多くなるなど
の問題がある。そして更に、この検知用パッチは、所謂
非画像部（転写紙に対応していない部分）に形成される
ため、検知用パッチ部のトナーは、転写ベルトや転写ロ
ーラ、中間転写ベルト、転写ローラなどと接触する部材
などを、トナーで汚染してしまう。こうしたトナーは、
出力画像の裏面に付着したり、出力画像の白地部に付着
したりして、異常画像の１つとなり、問題である。ま
た、検知用パッチ部のトナーが飛散することによって、
濃度検知センサを汚してしまうという問題がある。特に
濃度検知センサを構成する受光センサは精度を上げるた
め、検知用パッチのごく近傍に配置されるため、他の部
材に比べてトナーによる汚染が激しい。現像装置からの
トナー漏れや、感光体上に現像された定着前のトナー像
からのトナー飛散などによって、濃度検知センサの表面
にトナーが付着すると、トナー汚染による濃度検知セン
サ出力が低下するが、そのような低下は、結果的にトナ
ー像の濃度制御を正確に行うことができなくなるという
問題を引き起こす。

【００１４】そこで特開平１１−２０２６９６号では、
濃度検知センサの汚れを検知する手段を新たに設け、そ
の検知結果に基づいてセンサ汚れをユーザに警告したり
することで対応することを提唱している。また特開平１
１−２６５１３２号では、画像濃度センサでの検知結果
から経時的なトナー劣化に伴うカブリや濃度薄の現象を
認識した場合には、残トナーの量が十分であっても現像
装置の寿命と判断することが述べられている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】特開平７−１４０７３
０号に開示された現像方法では、横ラインの細り（細線
切れ）を解決するために、規制部材と現像スリーブの距
離Ｈｃｕｔと現像スリーブと感光体の距離Ｄｓｄとの比
が、１．２＜Ｄｓｄ／Ｈｃｕｔ＜１．６の範囲内である
としている。しかし、Ｄｓｄ／Ｈｃｕｔの値が１から大
きく離れるにしたがって、即ち、ＨｃｕｔがＤｓｄに比
べて小さくなるにしたがって、現像スリーブと感光体と
の最近接部分での磁気ブラシが疎になる。このために、
感光体への磁気ブラシの当接が不均一になり、磁気ブラ
シで摺擦されない場所が感光体上に生じてしまう。そし
てこのことが原因となって、特に孤立ドット画像（例え
ば６００ｄｐｉの１ドットを５〜１０ピクセル間隔で書
き込んだ画像）では、一部のドットが小さくなったり、
抜けてしまうような現象が発生することがある。このよ
うな、孤立ドットが均一に再現されないことによって、
所謂ハイコントラスト部分の再現性が悪く、ハイコント
ラスト部分での階調性も悪い画像になってしまう。この
他、画像濃度が０．３〜０．８（ＩＤ）程度のハーフト
ーン画像においては、やはり磁気ブラシの当接が不均一
であるために、ざらつき感が悪くなり、画質劣化の原因
となっている。

【００１６】また特公平２−５９９９５号に開示の構成
では、横ラインの濃度低下を、キャリアの飽和磁化を下
げることによって防いでいるが、キャリアの飽和磁化を
下げた場合には、所謂キャリア付着が発生しやすくな
る。またこのキャリア付着を防ぐために、トナーの帯電
量を下げたりする場合には、未帯電トナーが増加し、地
肌汚れが発生してしまう。そして特開平６−１４９０６
３号の提案技術では、非接触２成分現像であるため、所
謂現像電界が弱く、現像能力を向上させることが困難で
ある。

【００１７】特開平１１−２０２６９６号での提唱方法
では、新たに濃度検知センサの汚れを検知するためのセ
ンサを用いる必要があり、また汚れ検知の警告によって
ユーザ又はサービスマンが結局のところ清掃を行わなけ
ればならず、根本的な解決になっていない。また検知用
パッチに基づく汚染によって濃度検知精度が悪くなるの
であるから、この観点からも、検知用パッチはできる限
り小さいほうが望ましい。特開平１１−２６５１３２号
にしたがう寿命判断では、画像濃度を検知する方法自体
は従来方法と何ら変わることがないため、特開平１１−
２０２６９６号と同じように画像濃度を検知するセンサ
の汚れが問題となる。トナーの劣化は画像形成装置を長
期にわたって使用した場合に発生する問題である。した
がって、このトナーの劣化を検知するためには、長期に
わたって画像濃度センサの汚れを防止したり、センサを
清掃するなどの機構が必要になるといった問題がある。

【００１８】本発明では、横ラインの細りや後端白抜け
などは発生せず、更に、磁気ブラシの不均一当接によっ
て発生する孤立ドット画像の抜けやハーフトーン画像の
ざらつき感悪化が起こらず、また検知用パッチに伴う問
題も解決することが可能な画像形成装置を提供すること
を課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、像担持体
と、二成分現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、当該
現像剤担持体内部の磁界発生手段とを少なくとも有し、
当該磁界発生手段が形成する磁場によって現像剤担持体
上に磁気ブラシを形成して像担持体に摺擦させることで
現像を行う画像形成装置であって、現像領域で現像剤を
穂立てする現像主極の磁力形成を補助する補助磁極を備
えることで現像主極の半値幅を狭くした画像形成装置に
おいて、可視画像の濃度を検知する手段を有し、画像形
成装置の異常検知をこの濃度検知手段の出力値に基づい
て行うことによって、解決される。画像形成装置の異常
には、現像剤の異常、感光体の異常、クリーニンングの
異常などがある。ここで半値幅とは、磁極の磁束密度の
ピーク値に対して、その１／２の磁束密度となる磁極内
の位置（ピークの前後に２個所存在する）とマグネット
ローラの中心によってなされる角度のことである。

【００２０】更に、現像剤中のトナー濃度を検知する手
段を有すれば好適である。そして検知されたトナー濃度
を記憶する記憶手段を更に有すれば一層好ましい。以上
の構成を厳しい精度が要求されているカラー画像形成装
置に適用することで、本発明の有する意義が一層鮮明と
なる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を、図に示す例に基
づいて説明する。

【００２２】（例１）本発明に係るカラー画像形成装置
の全体的な機械構造は、従来と基本的に同じである。図
１において、像担持体をなす例えば導体の表面に感光材
料を塗布することで形成された９０ｍｍ径のドラム感光
体１は、例えば２００ｍｍ／ｓｅｃの周速で矢印方向
（反時計方向）に回転する。スコロトロン帯電器でなる
帯電装置２によって、感光体１はその表面を所望電位、
例えば表面電位−６００Ｖに均一帯電された後、例えば
レーザーダイオードを光源とする露光手段３を用い、ポ
リゴンミラーを介してレーザービームを照射することで
所定の画像情報を潜像形成される。当該露光手段３の所
謂ビーム径は主走査方向５０μｍ、副走査方向６０μｍ
である。

【００２３】この潜像画像を現像する現像装置４は、リ
ボルバー現像ユニットであり、４色、即ち、イエロー
（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック
（Ｂ）のトナーを収容した４つの現像器を内蔵してい
る。この４つの現像器は回転により、一色ずつ感光体１
に対向するようになっている。感光体上の静電潜像の現
像に必要な色の現像器を対向させることにより、現像を
行い、別の像担持体である中間転写ベルト５上にトナー
像を一色ずつ転写していく（これを１次転写とよぶ）。
現像方式は所謂２成分現像であり、トナーとキャリアを
混合した現像剤によって、感光体と現像器との間に電圧
（直流電圧又は直流電圧に交流電圧を重畳した電圧）を
印加することによって現像を行う。１次転写後の感光体
では、中間転写ベルト５へ転写されず、感光体上に残っ
たトナー（１次転写残トナー）が、クリーニング装置６
によって除去され、次の画像形成へ供される。

【００２４】上述の帯電、露光、現像、一次転写、クリ
ーニングの一連の行程を、４色（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂ）全て
について行い、中間転写ベルト上で重ねることでカラー
画像が形成される。中間転写ベルト５は、導電性を付与
した弾性体であり、周囲長が４５０ｍｍである。中間転
写ベルト上のカラー画像は、２次転写装置７によって、
不図示の給紙手段から搬送された転写体８に転写され
る。２次転写装置には、不図示の電源によって転写バイ
アスが印加される。２次転写装置は例えば転写ローラで
あり、これによって転写体上にカラー画像が一括して転
写される。２次転写後の中間転写ベルト５は、転写ベル
トクリーニング装置９によってクリーニングされ、次の
トナー像の転写に供される。そしてカラー画像２次転写
後の転写体は不図示の定着手段に搬送され、定着手段で
加熱加圧することによって、カラー画像が転写体上に定
着され、画像形成装置機外へと排出され、出力画像とな
る。

【００２５】上記リボルバー現像ユニットの全体的な機
械構造は従来と基本的に同じであり、各現像器は、Ｙ、
Ｃ、Ｍ、Ｂの４色全て、現像剤の処方が僅かに異なる他
は構成そのものとしては互いに等しく、モノクロ現像装
置のものと同じであるので、具体的な理解のために今一
度、図１４に戻ってＢの例として説明する。なお、本現
像器の構成は、ごく一般的に知られた２成分現像装置の
構成の１つであるが、これをもって本発明の現像装置の
構成が制限されるものではなく、トナーと磁性キャリア
を含む現像剤を用いる現像装置であれば、これとは異な
る構成であっても構わないのは当然である。

【００２６】図１４に示された現像器において、２成分
現像剤１１は現像容器１２内に収容されており、現像容
器の開口部内には、感光体１に対向するように現像スリ
ーブ１３が配置され、不図示の駆動装置によって図中の
矢印方向（時計方向）に回転する。当該現像スリーブ１
３は、例えばアルミニウムでなり、直径２０ｍｍ、長さ
３２０ｍｍ、厚みが０．７ｍｍであって、その表面上に
軸方向に沿った例えば深さ０．２ｍｍの溝が周面に１ｍ
ｍ間隔で形成されている。その周速は４００ｍｍ／ｓｅ
ｃで、感光体周速との周速比が２．０となる。

【００２７】このような現像器で用いられる現像剤にお
いて、トナーは例えば平均粒径が５．０μｍの非磁性ト
ナーであり、その帯電極性が負である。また磁性キャリ
アは平均粒径が３５μｍで、所謂飽和磁化は６０ｅｍｕ
／ｇである。キャリアの飽和磁化とは、単位質量（１
ｇ）当たりの磁気モーメントのことである。本例では、
多試料回転式磁化装置（東英工業株式会社製ＲＥＭ−１
−１０）を使用して、１０００（Ｏｅ）の磁場を印加し
ているときの値である。トナーとキャリアの組み合わせ
は、キャリアに表面層を形成することで所謂トナーの帯
電量がＱ／ｍ＝−１５μＣ／ｇとなるように調整されて
いる。現像容器１２内には、トナー濃度５ｗｔ％の現像
剤が例えば５００ｇ収容されている。当該現像容器１２
内で互いに平行に配置された１対のスクリュー１８は直
径１９ｍｍ、ピッチ２０ｍｍで、不図示の駆動手段によ
り回転数５００ｒｐｍで回転して、現像剤を互いに逆方
向に搬送する。これにより、現像剤は現像容器内を偏り
なく循環する。その際、現像剤中のトナーとキャリアが
攪拌されるので、トナーとキャリアの摩擦帯電によって
トナーが帯電するのである。このスクリューによる攪拌
・搬送によって、不図示のトナー補給容器からトナーが
新たに補給されても、現像剤中のトナー濃度は均一にな
るように維持される。

【００２８】また現像スリーブ１３には電源１７により
例えばＤＣ−４００Ｖの現像バイアス電圧を印加するこ
とによって、感光体の露光部分を現像してトナー像を形
成する（所謂反転現像、感光体上の静電潜像中、非画像
部で−６００Ｖ、画像部で約−１００Ｖ）。これら現像
バイアス、非画像部電位、画像部電位の値は標準条件で
の値であり、後述する画像形成条件制御のときにはこれ
らと違う値もとることになる。

【００２９】現像スリーブ内に固定配置された磁界発生
手段であるマグネットローラ１４による磁極配置は、図
２に示される。現像主極２１が、マグネットローラの中
心から見て、感光体と現像スリーブの最近接点の方向を
向いている。主極２１は磁束密度が９０から１００ｍＴ
（ミリテスラ）である。そして所謂主極の半値幅は２０
゜である。このマグネットローラは、従来のマグネット
ローラが単一の現像磁極であるのに対して、主極両隣に
磁極を配置することで半値幅を小さくしている。なお、
ここでの磁束密度とは、現像スリーブ表面で測定した磁
束密度のマグネットローラ中心方向成分を表している。
汲み上げ極２２は磁束密度が７０ｍＴで、所謂剤離れ部
２４では、１０ｍＴ以下の磁束密度となっている。

【００３０】再び図１４において、規制部材１５は板厚
１．６ｍｍのＳＵＳ板であり、現像スリーブ１３に対し
て、０．４ｍｍのギャップを保持して固定されている。
またこの現像スリーブ１３は現像容器の開口部で感光体
１に対して０．４ｍｍのギャップを保持して支持されて
いる。この結果、規制部材１５と現像スリーブ１３との
ギャップ（以後Ｇｄと称する）と、感光体１と現像スリ
ーブ１３とのギャップ（以後Ｇｐと称する）との比は１
である。

【００３１】このようなマグネットローラを使用するこ
とにより、感光体への磁気ブラシの接触状態を、「所謂
現像領域で、感光体と現像スリーブとの間に形成される
現像電界がトナーとキャリアとを分離することが可能な
電界よりも大きい範囲内で、磁気ブラシを立ち上げ、感
光体に接触させ且つ倒す磁界を発生させる」状態を実現
することができる（特願平１１−３１８４９０号）。図
３は本例の現像器での磁気ブラシ接触状況を表してお
り、区間Ａ−Ｂが「所謂現像領域で、感光体と現像スリ
ーブとの間に形成される現像電界がトナーとキャリアと
を分離することが可能な電界よりも大きい範囲」を示
し、この範囲内で磁気ブラシが「立ち上がり、感光体に
接触し、倒れこむ」状態を示している。本例のマグネッ
トローラでは磁束密度ピーク値が９０ｍＴであるが、こ
れが例えば６０ｍＴ程度に下がってもなお上述の接触状
態を実現できることが実験で確かめられている。そして
マグネットローラの磁極配置、形成される磁場は、必ず
しも上述した値である必要はなく、「所謂現像領域で、
感光体と現像スリーブとの間に形成される現像電界がト
ナーとキャリアとを分離することが可能な電界よりも大
きい範囲内で、磁気ブラシを立ち上げ、感光体に接触さ
せ且つ倒す磁界を発生させる」状態を実現することがで
きるようになっていれば構わないものである。ここで磁
束密度の測定値は、マグネットローラを形成する磁場を
現像スリーブ表面で測定したものである。このときの磁
束密度のマグネットローラ中心方向成分のみを示したも
のが図２である。本例での磁束密度の測定は、ホール素
子を使用したガウスメータ（ＡＤＳＧＡＵＳＳ ＭＥＴ
ＥＲ ＭＯＤＥＬ ＨＧＭ−８３００）によって行った。

【００３２】次に、本例の画像形成装置で行う画像濃度
検知の説明を行う。図１における符号１０が画像濃度検
知手段（光濃度センサ）を示している。出力画像を画像
形成装置で形成するのに先立って、感光体上に各色
（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂ）の検知用パッチを、前述の露光手
段、現像器によって作成し、これらの検知用パッチの画
像濃度を濃度検知手段１０によって検知する。この濃度
検知手段１０は、発光部と受光部とからなり、発光部か
ら光でパッチを照射し、その反射した散乱光を受光部で
測定し、その出力値（画像濃度に換算する場合もある）
を、画像形成装置内のメモリ３１に取り込む。こうして
取り込まれたパッチの濃度出力値を、本例では、画像形
成装置に予め記憶された基準値（基準となる画像濃度
値）と比較して、濃度制御が可能であるか否かを判断
し、濃度制御が不可能である場合には「現像剤の異常」
の表示を表示部３２で行う。画像濃度検知手段による
「現像剤の異常」の検知方法については、後で詳しく説
明する。濃度制御が可能である場合には、前述の現像バ
イアスを制御して、パッチ測定時の最適現像バイアスと
して、次のパッチの濃度測定時まで使用するようにす
る。このようにパッチの濃度を測定することによって、
現像器内の現像剤の経時変動（トナーの帯電量がキャリ
アの劣化などにより変化する現象）や環境変動（温湿度
の変化による、トナーの帯電量変化を原因とする、現像
能力の変化）に対しても、或る程度の範囲内までは出力
画像の濃度を一定に保つことができるようになる。この
ような現像バイアスの制御を例えば出力枚数５枚毎に行
うことによって、常に一定範囲内に出力画像の濃度が収
まるように現像バイアスの制御が行われる。

【００３３】図４は、本発明に係る画像形成装置で行
う、異常検知及び現像バイアス制御のフローチャートで
ある。図４中の「現像バイアステーブル」とは、現像バ
イアスを、−４００Ｖを中心にして、２Ｖ刻みで制御す
るためのテーブルである（現像バイアスは、−２００Ｖ
から−６００Ｖまで制御可能である）。

【００３４】本例では、上述の手順によって現像バイア
スを決定した後に、現像特性（しばしばγ特性などと呼
ばれる）を変化させる制御も行っている。この場合に
は、露光条件（潜像形成条件）を変えたパッチを複数個
形成して、規定の現像バイアス値（上述の方法で決定し
た現像バイアス値）で現像を行った後、これら複数個の
パッチのトナー濃度をそれぞれ測定し、全てメモリ内に
取り込む。この濃度測定結果を、基準値（基準となる現
像特性）と比較することによって、最適な画像形成条件
を画像形成条件テーブル（現像バイアス、帯電電位、露
光時の光量・照射時間などが含まれる）から選び出し、
画像出力時の画像形成条件とする。図５は、本例のγ特
性制御のフローチャートである。本例の画像形成条件テ
ーブルを表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】実験によれば、画像形成条件である、現像
バイアス、帯電電位、露光時の光量（照射時間を含む）
の各因子は、現像特性（γ特性）に対して次のような影
響を及ぼすことが分かった：現像バイアスに関しては、
画像の最大濃度（画像濃度の飽和値）を決定する要因で
あり、画像の色再現域を決定することになる；帯電電位
は、帯電電位と現像バイアスとの差（所謂地肌ポテンシ
ャル）を通して、ハイライト画像部でのγ特性に影響を
及ぼす。具体的には、地肌ポテンシャルを大きくすると
ハイライト部でのγカーブの傾きが小さくなり、γカー
ブ全体としては急激な立ち上がりを示すようになる。逆
に、地肌ポテンシャルを小さくした場合には、ハイライ
ト部でのγカーブの傾きが大きくなり、γカーブ全体と
しては直線的な増加を示すようになる。地肌ポテンシャ
ルに関しては、異常画像の１つである所謂地肌かぶり防
止の機能をもっているため、地肌かぶりを検知して、地
肌ポテンシャル制御の際の参考にする制御方法も考えら
れる；露光時の光量に関しては、帯電電位を変化させた
ときに最適化を行わないと画像の最大濃度が変化してし
まう。

【００３７】上述のような画像濃度制御方法をとること
によって、現像剤の劣化に対しても或る程度の範囲まで
は出力画像の画質を一定に保つことができる。ここでの
現像剤の劣化とは、長期間の使用によって現像剤の性質
が、初期の性質から変化してしまうことを意味する。現
像剤の劣化防止に関しては、現像剤の処方を変えるな
ど、現像剤の改良も行われているものの、劣化を完全に
克服できるレベルまでには至っていない。実験によって
も、プリント枚数にして１〜５万枚程度で現像剤が劣化
し、画質が一定のレベルを保てない現象を確認した。

【００３８】現像剤劣化時に認められる現象は、主に次
の２つである；第１には、所謂「地肌カブリ」が発生す
る場合である。地肌カブリとは、出力画像の非画像部に
トナーが付着する現象のことで、画像の品質を著しく劣
化させる；第２には、「画像濃度薄」となる場合であ
る。これは、画像部に付着するトナー量が不足し、本来
の画像濃度が得られない現象であり、特に写真画像のよ
うな階調性が必要とされる画像において画像の品質を劣
化させる要因となる。

【００３９】上述の現像剤劣化は、次のようなメカニズ
ムによって発生していると推測される。「地肌カブリ」
の場合は、現像剤の長期の使用によって、現像剤中のキ
ャリア表面にトナーやトナー中の微小成分（粒径１μｍ
程度）が固着する。この結果、現像剤中に補給されたト
ナーはキャリアと接触帯電することが妨げられ、補給ト
ナーの一部は帯電量が低下してしまう。この補給トナー
のうちの正規に帯電していないトナーが、現像での電位
コントラストに関係なく感光体上の非画像部に付着す
る。このため、画像上の非画像部にもトナーが付着し、
「地肌カブリ」となる。また「画像濃度薄」の場合も、
「地肌カブリ」と同じく、現像剤中のキャリア表面にト
ナーやトナー中の微小成分（粒径１μｍ程度）が固着す
ることがその原因である。この場合、トナーとキャリア
との接触帯電の阻害の結果として、現像剤のトナー搬送
能力が減少する。つまり、補給トナーが現像剤中で混ざ
りにくくなるのである。このため、現像領域に搬送され
るトナー量が減少し、感光体上の画像部に付着するトナ
ー量が減少してしまい、「画像濃度薄」を引き起こすと
考えられる。

【００４０】本例では、このような現像剤劣化による
「現像剤の異常」の検知を画像濃度センサによって行
う。上述の「地肌カブリ」に対しては所謂地肌ポテンシ
ャル（帯電電位と現像バイアスとの差に相当する電位
差）を大きくとることによって、軽減させることが可能
である。しかし、地肌ポテンシャルを大きくした場合に
は所謂「キャリア付着」が発生したり、ハイライト画像
が再現しにくくなるため階調性が悪くなるといった問題
が発生する。そこで本例では、地肌ポテンシャルの制御
範囲は３００Ｖまでとし、地肌ポテンシャルを３００Ｖ
（例えば帯電電位−７００Ｖ、現像バイアス−４００
Ｖ）にして書き込みを行わない非画像部（白地部）の画
像濃度を検出し、画像濃度が基準値（例えば０．０７）
以上である場合には、制御不可能として現像剤異常の表
示を行うようにする。

【００４１】また「画像濃度薄」に対しては、現像バイ
アス−２５０Ｖで、露光後電位−１００Ｖになるように
形成したパッチの現像を行い、このときの画像濃度を検
出するようにした。このパッチの画像濃度が０．５以下
である場合には、現像バイアスの制御範囲外であるとし
て「現像剤の異常」の表示を行う。

【００４２】図６は、本例での「現像剤の異常」を、画
像濃度検知手段を用いて検知する場合の、感光体の露光
後電位を表したものである。まず、帯電電位−７００Ｖ
に帯電した領域に対して書き込みを行わず、現像バイア
ス−４００Ｖで現像し、その部分の画像濃度を検出する
ことによって「地肌カブリ」の検知を行う（図６中の領
域Ａ）。次に帯電電位−６００Ｖに帯電した領域に対し
て書き込みを行い、露光後電位が−１００Ｖになる濃度
検出用パッチを形成する。このパッチを現像バイアス−
２５０Ｖで現像し、その部分の画像濃度を検出すること
によって「画像濃度薄」の検知を行う（図６中の領域
Ｂ）。これらの検出結果に基づいて「現像剤の異常」と
判断できる場合には、「現像剤の異常」の表示を行う。

【００４３】本例のようにして現像を行うことで、出力
画像上で現れる異常画像の１つである「後端白抜け」に
対して効果がある。更に本例では、この「後端白抜けの
防止」の効果が、パッチを作成して画像濃度を検知する
ときに、非常に大きな効果をもたらすが、これを以下に
説明する。「後端白抜け」は、画像上において紙搬送方
向に対するハーフトーン乃至黒ベタ部分の後端で画像濃
度が低下したり、現像されなかったりする現象のことで
ある。この後端白抜けは、検知用パッチにおいても生じ
る現象である。後端白抜けは現像時において発生し認識
される現象であり、パッチは出力画像となることが本来
ないため、パッチでの後端白抜けは、出力画像上問題が
ない。しかし、パッチにおける画像濃度を検知する際
に、この後端白抜けが濃度測定の誤差を大きくしてしま
う要因となり得る。図７は、大きさ１０ｍｍ（主走査方
向）×５ｍｍ（副走査方向）のパッチを作成して、当該
パッチの濃度をセンサ出力として縦軸にとり、時間を横
軸にとって表したもので、（ａ）が本例の現像装置を用
いた場合であり、（ｂ）が比較のための従来の現像装
置、即ち、現像主極の半値幅が４０°であるような現像
装置を用いた場合を示している。図７の比較から分かる
ように、本例では、パッチの全ての領域で濃度の出力値
がほぼ一定になっているのに対して、比較例の方は後端
白抜けの影響によって、パッチ画像の後端部で画像濃度
が小さく、言い換えれば濃度が薄くなってしまってい
る。このため、比較例のようにパッチ画像濃度が変化し
てしまう場合には、正確な画像濃度を得るために、パッ
チの大きさを大きく取らなければならないこととなる。
つまり、後端白抜けの影響が正しい画像濃度に影響を及
ぼさないようにするためには、パッチの副走査方向の長
さを大きく取らなければならないということである。比
較例として用いた画像形成装置、即ち、従来の画像形成
装置では、パッチの大きさは、１５ｍｍ（主走査方向）
×１５ｍｍ（副走査方向）や２０ｍｍ（主走査方向）×
２０ｍｍ（副走査方向）などが標準的であった。後端白
抜けの長さは通常１〜２ｍｍ程度なので、パッチの長さ
をこの１０倍以上とすることで、画像濃度出力値の時間
平均値をほぼ正しい画像濃度と見なすことができるよう
にしていたのである。これに対して、本例の場合には、
このような後端白抜けの影響がないため、画像濃度出力
値の時間平均は、画像濃度出力値の通常変動を抑えるこ
とができる範囲内で決めれば良いこととなる。実験によ
れば、パッチの主走査方向の長さは５ｍｍもあれば十分
正しいパッチの画像濃度を求めることができた。本例の
画像形成装置でのパッチの大きさは、このような観点か
ら１０ｍｍ（主走査方向）×５ｍｍ（副走査方向）に決
定したものであり、従来に比べて、パッチ面積を１／３
〜１／８にすることができた。

【００４４】本発明によれば、上述のようにパッチの大
きさを従来に比べて小さくすることができたため、次の
ような改善が可能である：既述のように、パッチ作成用
のトナーの浪費を抑えることができ、補給用のトナーボ
トルの大型化や廃トナー容器の大型化を引き起こさない
ですむ。またパッチのトナーが、転写ベルト、中間転写
ベルト、これらに接触している部材などを汚染してしま
うことを極力抑えることが可能である。更にパッチのト
ナーが、濃度検知用センサに飛散して検知用センサを汚
し検知用センサの検知精度を低下させてしまうという問
題も最小限に抑えることができる。図８は、本例（パッ
チ面積：１０ｍｍ（主走査方向）×５ｍｍ（副走査方
向））と比較例（パッチ面積：１５ｍｍ（主走査方向）
×１５ｍｍ（副走査方向））とで、ランニング試験を行
い、濃度検知センサの汚れの確認を行った結果を示すも
のである。センサのトナー汚れを確認するために白地部
の反射濃度を記載した。濃度センサの白地部の出力値が
０．３０Ｖを越えると正確な制御が行えないので、この
値を汚れの限界値であるとした。図８の実験結果から、
本例の場合では、パッチによる濃度検知センサの汚れ
は、１０万枚以上まで問題のないことが分かった。一
方、比較例の場合には、２万枚程度までで限界に達して
しまうことが分かった。

【００４５】（例２）例２での構成は基本的に上記例１
と同じである。例１との相違点は、例２では「現像剤の
異常」に代えて「感光体の異常」を画像濃度検知手段で
行う点にある。

【００４６】感光体劣化時に見られる現象も所謂「地肌
カブリ」であるが、現像剤劣化時に見られる「地肌カブ
リ」とは次の点で異なる。現像剤劣化時の「地肌カブ
リ」の場合にトナー個々が独立しているのに対して、感
光体劣化時の「地肌カブリ」の場合には、２〜１０個程
度のトナーによって形成されるトナー像が非画像部に現
れる。そこで、この感光体劣化時の「地肌カブリ」のこ
とを「粒状カブリ」と呼んで以後区別する。

【００４７】実験によれば、この「粒状カブリ」は、次
のようなメカニズムによって現れると考えられる。「粒
状カブリ」は長期間の使用後に出現する現象であるが、
感光体の帯電電位を大きくとるほど出現が早く、また感
光体膜厚を薄くするほどやはり出現が早い。このことか
ら「粒状カブリ」は感光体の部分的な絶縁破壊によって
部分的に帯電がなされていないことが原因であると考え
られる。つまり、帯電時に部分的に未帯電の部分が存在
するため、その部分に現像時にトナーが付着する。この
結果、出力画像の非画像部にこの「粒状カブリ」が発生
する。実験では、帯電電位−６００Ｖで、膜厚２７μｍ
のＯＰＣを使用して通紙実験を行ったところ、４万枚程
度のプリント枚数で「粒状カブリ」が目立つようにな
り、ＮＧ画像となった。

【００４８】例２では、前述の現像剤劣化による「地肌
カブリ」の場合と全く同じように、帯電電位−７００
Ｖ、現像バイアス−４００Ｖの条件で、書き込みを行わ
ない非画像部の濃度を検出することにより、この「粒状
カブリ」の検出を行う。

【００４９】また、例２では「粒状カブリ」と現像剤劣
化による「地肌カブリ」との区別をすることも可能であ
る。この両者の区別に関しては、画像形成装置の異常検
知という観点からは必ずしも必要ではないが、画像形成
装置の保守、修理の観点から非常に重要である。特にサ
ービスマンによる修理、部品交換の際には、原因箇所の
特定を短時間で行うことができるため、所謂ダウンタイ
ムの短縮につながる。以下で、例２で行う「粒状カブ
リ」と現像剤劣化による「地肌カブリ」とを区別する方
法を説明する。

【００５０】「粒状カブリ」では、その原因が部分的な
未帯電領域であるため、カブリの濃度が前述の現像バイ
アスに依存する。例２では、前述の非画像部の濃度検出
を行った後に、帯電電位−８００Ｖ、現像バイアス−５
００Ｖの条件で、書き込みを行わない非画像部の濃度検
出を行い、前者と後者の濃度比較を行う。後者の濃度が
大きい場合には、「粒状カブリ」である。現像劣化によ
る「地肌カブリ」では、非画像部の濃度は所謂「地肌ポ
テンシャル」（＝帯電電位と現像バイアスとの差）のみ
に依存するため、上述の条件では濃度変化がないのであ
る。例２では、上述の方法によって、「感光体の異常」
の検知を行うことができる。

【００５１】（例３）例３での構成は基本的に例１と同
じである。例１との相違点は、例３では「クリーニング
の異常」を画像濃度検知手段で行う点にある。

【００５２】「クリーニング異常」とは、クリーニング
ブレードの磨耗、弾性劣化によって、感光体上の転写残
トナーが正常にクリーニングされず、クリーニングブレ
ードを筋状にすり抜けてしまう現象である。クリーニン
グブレードをすり抜けたトナーは、帯電部材を汚染した
り、感光体ドラム一周後の非画像部などに付着するた
め、異常画像の原因の１つとなる。

【００５３】「クリーニングの異常」は次のような方法
で検出される。クリーニングブレードをすり抜けるトナ
ーの量は、クリーニングブレードに突入するトナー量が
多いほど、多い傾向がある。このため、「クリーニング
の異常」を検知するために、パッチ画像（露光後電位−
１００Ｖ、現像バイアス−４００Ｖで形成した所謂黒ベ
タ画像）を、転写体に転写させずクリーニングブレード
に突入させる。このパッチ形成部分の画像濃度を感光体
１周後に画像濃度検知手段で検出し、画像濃度が０．２
以上であれば、「クリーニング不良」の表示を行う。

【００５４】例３では、例２と同様に「地肌カブリ」の
検出で異常を検出した際に、異常の原因を更に特定する
ため、上述の「クリーニングの異常」を検知する動作を
行うようにしている。

【００５５】（例４）例４での構成も概ね例１と同じで
あるが、本例では、現像剤中のトナー濃度を検知するた
めのトナー濃度検知手段を現像ユニットに備えている。
図９中に、当該トナー濃度検知手段であるトナー濃度セ
ンサ３９を示す。図９の２成分現像装置は、全体的な機
構としては、図１４の装置と同じであり、現像容器１２
内に現像スリーブ１３と１対のスクリュー１８が配置さ
れ、現像スリーブ内には、マグネットローラ１４が非回
転に内蔵されているが、説明の重複を避けるために、同
一の部材について同じ符号を付して説明を省略する。

【００５６】トナー濃度センサ３９は、現像剤の透磁率
を測定することによって、現像剤のトナー濃度を検知す
るものである。本例でも例１と同じく、トナーは非磁性
で、キャリアは磁性体である。このため、現像剤中のト
ナー濃度の変化に伴い上述のトナーとキャリアの比率が
変化して、現像剤の透磁率が変化する。本例のトナー濃
度センサは、上述の現像剤の透磁率が変化するメカニズ
ムを利用して、トナー濃度を測定するのである。ここで
は、透磁率測定型センサの原理については、詳しい説明
を省略する。トナー濃度センサとして、ＴＤＫ（株）製
のトナーセンサ（ＴＳ０５２４ＣＡ-ＸＣ）などを用い
ることができる。

【００５７】本例では、現像剤中のトナー濃度を正確に
把握することができる。また、検知したトナー濃度の結
果を画像形成装置本体に設置したトナー濃度記憶装置に
送り、これを基準トナー濃度と比較したり、トナー濃度
の変動から、トナー補給を制御することによって、現像
剤中のトナー濃度を更に精度良く制御することができ
る。実験によれば、基準トナー濃度を５．０％として、
トナー濃度検知手段を用いることで、トナー濃度を４．
０〜６．０％の範囲内に制御することが可能であった。
これに対して、トナー濃度制御を、画像濃度センサのみ
で行う方式や、所謂定量補給、所謂画素カウント補給で
は、現像剤中のトナー濃度変動幅が大きくなってしまう
という欠点がある。長期間の使用によって現像剤が劣化
した場合、既述のようにキャリアの帯電能力やトナー保
持能力が低下するため、トナー濃度の変動幅が大きい場
合には「地肌カブリ」や「画像濃度薄」などの現象が発
生しやすくなる。つまり、トナー濃度検知手段をもたな
い場合には、「地肌カブリ」や「画像濃度薄」などが発
生しやすくなり、現像ユニットとしての寿命が短くなる
のである。

【００５８】上述の理由から、特にトナー濃度検知手段
をもつ長寿命タイプの現像ユニットに対して、本発明は
非常に効果的である。つまり、従来では、トナー濃度検
知手段によって現像ユニットの長寿命化は可能になった
ものの、画像濃度検知手段の汚れのために、長期間の使
用後に「地肌カブリ」や「画像濃度薄」などの現像剤劣
化にともなう現象を検知することができないという問題
があった。本発明では、例１で説明した理由により、長
期間の使用後においても、「地肌カブリ」や「画像濃度
薄」を検知することができる。

【００５９】（例５）本発明に係る画像形成装置を、他
の方式の画像形成装置へ応用した例を以下に説明する。
図１０は４連ドラム（タンデム方式）で転写体たる紙に
直接画像を転写するタイプのカラー画像形成装置であ
る。図１０では、各感光体ドラム毎に感光体のためのパ
ッチ濃度検知手段（図示省略）が設けられている。図１
１は、リボルバー現像ユニットで、紙搬送ドラムに巻き
付けられた紙上で色重ねを行うカラー画像形成装置であ
る。図１１の構成でも感光体にパッチ濃度検知手段（図
示省略）が設けられている。図１２はタンデム方式で中
間転写ベルトを使用しているカラー画像形成装置であ
る。図１２でも、各感光体ドラム上でパッチの画像濃度
を検知できるように画像濃度検知手段（図示省略）が配
置されている。図１２の構成では、感光体ドラムの他、
中間転写ベルト上でも画像濃度検知を行えるようになっ
ていてもよい。また図１３は、従来の現像動作を説明し
たモノクロ式画像形成装置であるが、このような装置に
対しても、本発明に係るマグネットローラを装着し、且
つ感光体上でパッチの濃度測定を検知することによっ
て、本発明を応用することができる。検知手段（図示省
略）は例えば、感光体１周囲の現像装置４と転写手段２
５の間あるいは転写手段２５とクリーニング装置６の間
に配設される。

【００６０】

【発明の効果】本発明に係る画像形成装置では、従来の
画像形成装置とは異なり、所謂現像領域で現像剤を穂立
てする現像主極の磁力形成を補助する補助磁極を備える
ことで現像主極の半値幅を狭くしており、現像領域で、
像担持体と現像剤担持体との間に形成される現像電界が
トナーとキャリアを分離することができる電界よりも大
きい範囲内で、磁気ブラシが立ち上がったのち倒れ込む
ような構成になっており、現像領域の下流部分で、像担
持体上の現像トナーが磁気ブラシに再付着することが少
なく、たとえ再付着しても、その分のトナーを磁気ブラ
シ中のトナーによって補填することができる。このため
横ライン細りや後端白抜けといった異常画像の発生を防
ぐことができる。更に磁気ブラシ中のトナーが動きやす
く、現像能力を高く維持することができる（磁気ブラシ
の立ち上がりの位置を最近接点に近づけることによって
現像能力を高く維持できることは実験的にも判明してい
る）。現像処理で形成された可視画像の濃度を検知する
手段を有し、現像剤の異常、感光体の異常、クリーニン
グの異常などの画像形成装置の異常の検知を、この濃度
検知手段の出力値に基づいて行うことで、現像剤特性の
経時変動・環境変動、感光体膜厚の変化などの影響を速
やかに排除でき、一定の高品質な画像を得ることが可能
である。

【００６１】更に、本発明に係る構成によって後端白抜
け現象が発生しないため、画像濃度検知用パッチの大き
さを従来に比べて、１／３〜１／８の大きさまで縮小す
ることができる一方で、パッチのトナー濃度を高精度で
検知することも可能である。このことから、検知用パッ
チ作成に伴う問題、トナーの浪費、廃トナーの増大、転
写ローラや中間転写ベルトなどのトナー汚染による出力
画像の汚れ、などを低減することが可能である。従来で
は特に長期間（２万枚程度の出力後）の使用において、
トナー濃度検知用パッチのトナーの一部が飛散して、濃
度検知用センサを汚染するという問題があった。この汚
染によって、濃度検知の精度が悪くなり、正確な濃度を
把握できなくなってしまう。このため、長期間の使用に
おいては、様々な異常（現像ユニットセット忘れ、帯電
ローラ接触不良など）の検知が不正確になるという問題
もあった。これに対して、本発明の構成では、小面積の
パッチであっても、画像濃度を高精度で検知することが
できるため、濃度検知用センサの汚染を低減できる。こ
れにより、上述の長期間使用の際の画像濃度の不正確検
知といった従来の問題を解決できるのである。

【００６２】画像形成装置中の現像剤は、１〜５万枚の
出力後には性質が劣化し、「地肌カブリ」が発生した
り、「画像濃度薄」現象が現れてしまうため、このよう
な状態が表れる段階で寿命として「現像剤の異常」を正
確に検知する必要がある。しかしながら、従来の画像形
成装置では、長期間の使用後には、濃度検知用パッチの
トナーの一部が飛散し、濃度検知用センサを汚染するた
め、当該センサを「現像剤の異常」の検知に用いても正
確に検知を行うことができなった。本発明の構成では、
パッチの小面積化によって濃度検知手段の汚染を極力抑
制することができるため、長期間の使用後でも画像濃度
を正確に把握することが可能である。この結果、「現像
剤の異常」を正確に検知することができる。

【００６３】また画像形成装置中の感光体は、４万枚程
度のプリント出力後には、「粒状カブリ」といった、感
光体の絶縁破壊に伴う異常画像を生じる。従来の画像形
成装置では、上述のように濃度検知用センサを汚染する
ので、当該センサを「感光体の異常」の検知に用いるこ
とに支障があった。本発明では、そのような支障が回避
されているので、「感光体の異常」を正確に検知するこ
とができる。更に「感光体の異常」を「現像剤の異常」
と区別して判断することができる。これにより、サービ
スマンによる修理、部品交換の際に、原因箇所の特定を
できるようになり、所謂ダウンタイムを短縮することが
可能である。

【００６４】更に画像形成装置中のクリーニング装置を
長期間の使用した場合には、クリーニングブレードの磨
耗、弾性劣化によって、感光体上の転写残トナーが正常
にクリーニングされず、クリーニングブレードを筋状に
すり抜けてしまう「クリーニング不良」が発生するよう
になる。従来の画像形成装置では、濃度検知用パッチに
よる汚染のために濃度検知用センサによる「クリーニン
グの異常」の安定した検知が困難であった。本発明で
は、長期間の使用後でも「クリーニングの異常」を正確
に検知することができる。「クリーニングの異常」を
「現像剤の異常」と区別して判断することができるの
で、ダウンタイムの短縮化を図ることができる。

【００６５】現像中のトナー濃度の制御を画像濃度セン
サのみで行う場合や、所謂定量補給、所謂画素カウント
補給では、現像剤中のトナー濃度の変動幅が大きくなっ
てしまうという欠点がある。このような欠点は、長期間
の使用によって現像剤が劣化した場合に問題となる。現
像剤の劣化時には、キャリアの帯電能力やトナー保持能
力が低下する。このため、上述のようなトナー濃度変動
幅が大きい現像装置では、「地肌カブリ」や「画像濃度
薄」が発生しやすくなり、現像ユニットとしての寿命が
短くなってしまう。そして従来では、現像剤中のトナー
濃度の変動幅を小さく抑えることによって現像ユニット
の長寿命化を達成していても、画像濃度検知手段の汚れ
の問題によって、長期間の使用後には、「異常」現象を
正確に検知できないという問題があった。本発明の構成
では、上述の現像ユニットの寿命を向上させた画像形成
装置において発生し得る、濃度検知手段の汚れに起因し
た長期間使用後での「地肌カブリ」や「画像濃度薄」な
どの「現像剤の異常」の正確な検知が困難という問題を
解決することができ、更に現像剤中のトナー濃度を検知
する手段を有することで、現像剤中のトナー濃度を正確
に把握することができる。

【００６６】検出されたトナー濃度を記憶する手段を有
することで、その検出濃度値に基づいて現像剤中のトナ
ー濃度の変動を把握することができ、また平均操作など
も可能である。このため、これらの情報から現像ユニッ
トへのトナー補給を精度よく行えるようになる。結果と
して、現像剤中のトナー濃度をより精度良く制御するこ
とが可能になる。

【００６７】カラー画像の場合、出力画像の最大濃度と
γ特性の変動に対する許容幅がモノクロ画像の場合に比
べて、極めて狭い。これは、モノクロ画像が線画が中心
であるのに対して、カラー画像は写真画が中心であるこ
との違いによる。写真画を再現するためには、画素単位
での再現が正確であることのみならず、ハーフトーンの
画像の濃度が常に安定して再現されている必要がある。
カラー画像の場合、４色のどの色が少しでもずれた場合
には、別の色として再現されてしまうこととなり、画質
が著しく低いと判断されてしまうのである。このため、
カラー画像形成装置では、モノクロ画像形成装置以上に
「現像剤の異常」を始めとする「異常」の検知を精度良
く検知する要求が課せられる。本発明をカラー画像形成
装置に適用すれば、特に許容幅が狭い画像形成条件の制
御が要求される場合においても、長期間使用した際で
も、画像濃度検知手段の汚れに起因する「現像剤の異
常」検知を正確に行うことができ、これにより、高画質
を安定して出力することが可能なカラー画像形成装置を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される画像形成装置の概略図であ
る。

【図２】例１でのマグネットローラの磁束密度を示す概
念図である。

【図３】例１における現像装置の磁気ブラシ接触状況を
示す概念図である。

【図４】例１での異常検知及び濃度制御のためのフロー
チャートである。

【図５】例１でのγ特性制御のフローチャートである。

【図６】例１での現像剤異常検知時の感光体電位及び現
像バイアスを示すグラフである。

【図７】パッチ画像読み取り時の濃度出力値を示すもの
で、（ａ）が後端白抜けがない本発明での濃度出力状
態、（ｂ）が後端白抜けのある従来例での濃度出力状態
を示す。

【図８】パッチ面積による濃度検知センサの汚れ変化を
示すグラフである。

【図９】例４での現像装置の概略図である。

【図１０】本発明に係るタンデム紙搬送ベルトを備えた
カラー画像形成装置の概略図である。

【図１１】本発明に係るリボルバー紙搬送ベルトを備え
たカラー画像形成装置の概略図である。

【図１２】本発明に係るタンデム中間転写ベルトを備え
たカラー画像形成装置の概略図である。

【図１３】全体的な機械構造が従来公知で本発明にも関
わる画像形成装置の概略図である。

【図１４】全体的な機械構造が従来公知で本発明にも関
わる現像装置の概略図である。

【符号の説明】

１ 感光体 １１ 現像剤 １３ 現像スリーブ １５ 規制部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 21/10 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３１２ Ｆターム(参考） 2H027 DA10 DD07 DE02 EA05 GB07 HA11 HA12 HB13 HB14 2H030 AD16 BB24 BB36 2H031 AC19 AC20 AE04 BA04 BC03 BC05 CA02 FA01 2H034 FA07 2H077 AD06 AD13 AD35 DA03 DA10 DA20 DA42 DA47 DA52 DA63 DB08 DB10 EA03 FA19 GA12

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、二成分現像剤を担持搬送す
   る現像剤担持体と、当該現像剤担持体内部の磁界発生手
   段とを少なくとも有し、当該磁界発生手段が形成する磁
   場によって現像剤担持体上に磁気ブラシを形成して像担
   持体に摺擦させることで現像を行う画像形成装置であっ
   て、 現像領域で現像剤を穂立てする現像主極の磁力形成を補
   助する補助磁極を備えることで現像主極の半値幅を狭く
   した画像形成装置において、 可視画像の濃度を検知する手段を有し、画像形成装置の
   異常検知をこの濃度検知手段の出力値に基づいて行うこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 像担持体と、二成分現像剤を担持搬送す
   る現像剤担持体と、当該現像剤担持体内部の磁界発生手
   段とを少なくとも有し、当該磁界発生手段が形成する磁
   場によって現像剤担持体上に磁気ブラシを形成して像担
   持体に摺擦させることで現像を行う画像形成装置であっ
   て、 現像領域で現像剤を穂立てする現像主極の磁力形成を補
   助する補助磁極を備えることで現像主極の半値幅を狭く
   した画像形成装置において、 可視画像の濃度を検知する手段を有し、現像剤の異常検
   知をこの濃度検知手段の出力値に基づいて行うことを特
   徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 像担持体と、二成分現像剤を担持搬送す
   る現像剤担持体と、当該現像剤担持体内部の磁界発生手
   段とを少なくとも有し、当該磁界発生手段が形成する磁
   場によって現像剤担持体上に磁気ブラシを形成して像担
   持体に摺擦させることで現像を行う画像形成装置であっ
   て、 現像領域で現像剤を穂立てする現像主極の磁力形成を補
   助する補助磁極を備えることで現像主極の半値幅を狭く
   した画像形成装置において、 可視画像の濃度を検知する手段を有し、感光体の異常検
   知をこの濃度検知手段の出力値に基づいて行うことを特
   徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 像担持体と、二成分現像剤を担持搬送す
   る現像剤担持体と、当該現像剤担持体内部の磁界発生手
   段とを少なくとも有し、当該磁界発生手段が形成する磁
   場によって現像剤担持体上に磁気ブラシを形成して像担
   持体に摺擦させることで現像を行う画像形成装置であっ
   て、 現像領域で現像剤を穂立てする現像主極の磁力形成を補
   助する補助磁極を備えることで現像主極の半値幅を狭く
   した画像形成装置において、 可視画像の濃度を検知する手段を有し、クリーニングの
   異常検知をこの濃度検知手段の出力値に基づいて行うこ
   とを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 現像剤中のトナー濃度を検知する手段を
   有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に
   記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 検知されたトナー濃度を記憶する記憶手
   段を有することを特徴とする請求項５に記載の画像形成
   装置。
7. 【請求項７】 カラー画像形成装置であることを特徴と
   する請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装
   置。